Computer, satelliti, veicoli elettrici i possibili usi del progetto sviluppato da in quattro
Un sistema avanzato di controllo termico a due fasi per componenti elettronici ad alta potenza in grado di raffreddare flussi termici molto elevati con portate di liquido refrigerante significativamente più basse, mantenendo allo stesso tempo le superfici dei componenti elettronici a temperatura costante (isoterme). A svilupparlo In Quattro, una startup fondata nel 2018 da un gruppo di ricercatori dell’ENEA con esperienza nel trasferimento di calore a flusso bifase per applicazioni di microgravità e terrestri. Nel team Francesco Romanello, Antonio Scotini, Luca Saraceno e Giuseppe Zummo.
Processi Chimici e Termofluidodinamici per l’Energia
Luca Saraceno è ricercatore con contratto a tempo indeterminato presso il Dipartimento Tecnologie Energetiche – Divisione Produzione, Conversione e Uso Efficienti dell’Energia – Laboratorio Sviluppo Processi Chimici e Termofluidodinamici per l’Energia – Centro di Ricerche “Casaccia” dell’ENEA. Le sue attività di ricerca si occupano prevalentemente di Flow boiling in microcanali per il raffreddamento di componenti elettronici, Heat pipe innovativi per applicazioni aerospaziali, problematiche di controllo termico in condizioni di gravità ridotta. Utilizzo di pompe di calore innovative che utilizzano refrigeranti naturali per i processi dell’industria alimentare e la climatizzazione di edifici residenziali. In queste e altre aree, ha pubblicato oltre 50 articoli su riviste nazionali e internazionali e su atti di congressi nazionali ed internazionali. Nell’ottobre 2016 è stato co-founder di ALL4SCIENCE, piattaforma europea di crowdfunding dedicata alla Scienza e alla Tecnologia.
Trasmissione di calore in efflussi bifase in sistemi non convenzionali
Giuseppe Zummo lavora come primo ricercatore presso l’ENEA nel Laboratorio Sviluppo Processi Chimici e Termofluidodinamici per l’Energia. Ha l’incarico di professore a contratto per la materia di Termofluidodinamica presso l’Università telematica Guglielmo Marconi. La sua attività scientifica è dedicata alle ricerche sperimentali di trasmissione di calore in efflussi bifase in sistemi non convenzionali (gravità variabile, 0-g, 2-g e microgeometrie, microfluidica) e allo sviluppo di sistemi di controllo termico avanzati per componenti elettronici ad elevato flusso termico. Ha dedicato l’inizio della sua carriera da ricercatore allo studio di sistemi di raffreddamento nei componenti ad alto flusso termico dei reattori nucleari a fusione e al ribagnamento di superfici ad alta temperatura in condizioni di gravità terrestre e in microgravità. Partecipa a numerosi progetti di ricerca europei ed è inserito in numerosi network di ricerca internazionali sul multiphase flow e sullo scambio termico per applicazioni terrestri e spaziali. Anche Zummo è co-founder di ALL4SCIENCE.
Ebollizione in convezione forzata
La caratteristica innovativa del sistema sviluppato da In Quattro è l’utilizzo del trasferimento di calore tramite l’ebollizione in convezione forzata (flow boiling) in modo più efficiente grazie al calore latente di vaporizzazione. In confronto ad un sistema di tipo liquid cooling, il sistema di controllo termico proposto è caratterizzato da coefficienti di calore più elevati e portate più basse, con riduzioni delle potenze di pompaggio. Per esempio, da un componente elettronico delle dimensioni di una CPU Intel i7 è possibile rimuovere 500 – 600 W termici con una portata di soli 18 kg/h, un valore di ben dieci volte inferiore rispetto le portate tipiche dei sistemi ti tipo liquid cooling.
I test
Le esperienze in condizioni di iper e micro-gravità sono state condotte a bordo dell’aereo ZERO-G della Novespace e dell’ESA (European Space Agency) durante le campagne di volo parabolico (il team ha partecipato a 9 campagne di volo parabolico dal 2004 ad oggi attraverso diversi progetti con l’ESA dedicati allo scambio termico in ebollizione per applicazioni spaziali). Il sistema proposto potrà essere utilizzato anche per raffreddamento di elettronica di potenza nei settori delle telecomunicazioni, avionica, satelliti. Raffreddamento di computer ad alte prestazioni e server (HPC) e dell’elettronica dei veicoli elettrici.
IN COLLABORAZIONE CON NINJA.IT
